[發明專利]自動灌漿套筒以及固井方法

有效

• 申請號: 202010439529.9
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111561294B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 王瑞奇
• 申請（專利權）人: 王瑞奇
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B33/14
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 劉宗磊

1.一種自動灌漿裝置，所述自動灌漿裝置同軸安裝在石油鉆井中的油井套管底端，其特征在于，所述自動灌漿裝置包括有一外套筒(4)，在所述外套筒(4)內孔中安裝有一受力后可軸向滑動的中心管(11)，在所述外套筒(4)前端開口設置有單向閥組件(100)；

在所述外套筒(4)的前端周向貫穿開設有若干個旁通孔(7)，所述旁通孔(7)的外側開口朝向所述外套筒(4)后側；

在內孔的后端設置有臺階(16)，且在所述中心管(11)后端外壁設置有中心管鎖定銷(12)，所述中心管鎖定銷(12)卡在所述臺階(16)上以將所述中心管(11)固定在所述內孔中并且所述中心管(11)與旁通孔(7)留有距離，所述中心管鎖定銷(12)受到第一壓力后斷裂，隨后所述中心管(11)受力后在所述內孔中下行以堵住所述旁通孔(7)；

在所述內孔設置有一段止退內齒，且在所述中心管(11)后端外壁設置有一段止退外齒，由所述中心管(11)在內孔中的前進下行以堵住所述旁通孔(7)的內側開口，并且使所述止退內齒和所述止退外齒相咬合；

在所述單向閥組件和所述中心管(11)之間設置有抵接在所述內孔內壁上的孔板(5)，在所述中心管(11)內安裝有球座(9)，所述球座(9)通過球座銷釘(8)安裝在所述中心管(11)內并與所述中心管(11)內壁之間密封配合，該球座(9)用于承托從井口投入的球體(10)并由該球體(10)堵住所述球座(9)的中心孔，所述球座(9)受到來自球體(10)施加的第二壓力后，所述球座銷釘(8)斷裂使所述球座(9)連同所述球體(10)從所述中心管(11)中掉落至孔板(5)上，所述第一壓力小于所述第二壓力。

2.如權利要求1所述的自動灌漿裝置，其特征在于，在所述旁通孔(7)前端的所述外套筒(4)外壁上設置有一段螺紋，在所該段螺紋上配置有一流場罩(6)，所述流場罩(6)后端內壁與所述外套筒(4)外壁之間留有間隙，且所述旁通孔(7)外側開口位于所述間隙中；

所述旁通孔(7)軸線與所述外套筒(4)后軸線呈30°—45°夾角。

3.如權利要求1所述的自動灌漿裝置，其特征在于，所述單向閥組件(100)由單向閥蓋帽(1)、彈簧(2)、單向閥體(3)組成，所述單向閥蓋帽(1)安裝在所述外套筒(4)的前端開口上，所述單向閥體(3)固定在位于所述單向閥蓋帽(1)后端的所述內孔中，所述彈簧(2)的兩端抵接在所述單向閥蓋帽(1)和所述單向閥體(3)之間。

4.如權利要求1所述的自動灌漿裝置，其特征在于，所述中心管(11)后端開口內壁設置有止退卡塊(19)；

所述自動灌漿裝置還包括：從井口投入的并與所述中心管(11)后端開口活動連接的密封裝置(200)，所述密封裝置(200)與所述內孔之間密封配合，所述密封裝置(200)包括有橡膠塞(15)，橡膠塞(15)前端設有可插入中心管(11)內的膠塞體(14)，在膠塞體(14)前端設置有彈性止退銷(13)，所述膠塞體(14)插入所述中心管(11)后端開口并由所述彈性止退銷(13)卡在所述止退卡塊(19)上以將所述密封裝置(200)卡接固定在所述中心管(11)后端。

5.如權利要求1所述的自動灌漿裝置，其特征在于，所述第一壓力為大于6MPa的壓力，所述第二壓力為大于9MPa的壓力。

6.一種基于權利要求1所述自動灌漿裝置的固井方法，其特征在于，所述方法包括：

將所述自動灌漿裝置同軸安裝在石油鉆井中的油井套管底端并投入石油鉆井中，固井用的水泥泥漿通過油井套管灌入所述自動灌漿裝置中，固井水泥通過旁通孔(7)上返并充盈在所述油井套管和石油鉆井之間；

將球體(10)從井口投入，球體(10)在所述油井套管中下行并落在所述球座(9)上，開泵憋壓至第一壓力使所述中心管鎖定銷(12)斷裂，在壓力作用下所述中心管(11)在所述外套筒(4)中下行并堵住所述旁通孔(7)；

繼續憋壓至第二壓力致使球座(9)與所述中心管(11)脫離并掉落至孔板(5)上，水泥泥漿通過孔板(5)、單向閥組件從前端開口流出以繼續固井作業。